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对于了解一点汇编编程的人,就可以知道,堆栈是内存中一段连续的存储区域,用来保存一些临时数据。堆栈操作由PUSH、POP两条指令来完成。而程序内存可以分为几个区: 栈区(stack)9 e" E6 C+ ]5 j; r6 R0 C; O# s 堆区(Heap)- e; h+ w, Q& Q& D, D5 o' Q* i 全局区(static)4 E" b9 q% i& \5 n$ L* \* v! R 文字常亮区程序代码区( M$ \- k1 `( k* L; W( R 程序编译之后,全局变量,静态变量已经分配好内存空间,在函数运行时,程序需要为局部变量分配栈空间,当中断来时,也需要将函数指针入栈,保护现场,以便于中断处理完之后再回到之前执行的函数。 * n; R- U2 @4 _# { 栈是从高到低分配,堆是从低到高分配。- P" W6 l4 n+ A" T% g, y# b2 x' j 普通单片机与STM32单片机中堆栈的区别- _+ g: e# W9 ^- z! C 普通单片机启动时,不需要用bootloader将代码从ROM搬移到RAM。但是STM32单片机需要。 / n. J! [' }, W4 S' N 这里我们可以先看看单片机程序执行的过程,单片机执行分三个步骤:) h W$ y# u7 t( @# X 取指令 分析指令1 c* V" l* Q- m" v4 J w 执行指令% i( F9 f6 Y; V4 u2 n- { 3 _7 r4 L6 K% R 根据PC的值从程序存储器读出指令,送到指令寄存器。然后分析执行执行。这样单片机就从内部程序存储器去代码指令,从RAM存取相关数据。- B1 }& e. c$ W$ @$ T RAM取数的速度是远高于ROM的,但是普通单片机因为本身运行频率不高,所以从ROM取指令慢并不影响。- Z4 ?/ m$ I/ r- W9 y0 }3 J8 _: S' O' V + Q! ]0 T5 H$ \ 而STM32的CPU运行的频率高,远大于从ROM读写的速度。所以需要用bootloader将代码从ROM搬移到RAM。" d5 [6 V4 q( ?+ V) B2 K2 ~% K : h& X. I# r; Q, ` 使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。# b8 A {- i7 O" I: s# h 其实堆栈就是单片机中的一些存储单元,这些存储单元被指定保存一些特殊信息,比如地址(保护断点)和数据(保护现场)。% | v8 w! D) ?# N# |' L; P8 I; | 如果非要给他加几个特点的话那就是: 这些存储单元中的内容都是程序执行过程中被中断打断时,事故现场的一些相关参数。如果不保存这些参数,单片机执行完中断函数后就无法回到主程序继续执行了。 这些存储单元的地址被记在了一个叫做堆栈指针(SP)的地方。5 H. t" n- ^2 s* d3 x, C. Z. V g3 F 6 | w7 f0 Q" r8 c J% U' [ 结合STM32的开发讲述堆栈# M0 H) E# q3 g5 [ 从上面的描述可以看得出来,在代码中是如何占用堆和栈的。可能很多人还是无法理解,这里再结合STM32的开发过程中与堆栈相关的内容来进行讲述。, ?- G2 I* D* ~% c & M- c# S0 x" D4 L 如何设置STM32的堆栈大小?+ }* m7 X9 V C- ^ H5 z 在基于MDK的启动文件开始,有一段汇编代码是分配堆栈大小的。 $ U9 ~* q1 f, i* r
* P6 b! _6 X9 Z# { a 这里重点知道堆栈数值大小就行。还有一段AREA(区域),表示分配一段堆栈数据段。数值大小可以自己修改,也可以使用STM32CubeMX数值大小配置,如下图所示。 - J0 {4 S4 Q* N/ \
/ {% y7 w& _$ g/ v ' v- m. c; t% x4 b STM32F1默认设置值0x400,也就是1K大小。
6 A* F% i; c' V( m0 H# ?% u 函数体内局部变量: 0 f$ b- v- K" R% b! h% G% Q9 M
4 ~: d6 K" l' D% u& f6 E* n G 局部变量总共占用了256*4 + 1字节的栈空间。所以,在函数内有较多局部变量时,就需要注意是否超过我们配置的堆栈大小。( ~/ B! B" j% m( ]' W1 U' C0 o8 Q 函数参数: ]% o5 c* m# ~7 W6 }
这里要强调一点:传递指针只占4字节,如果传递的是结构体,就会占用结构大小空间。提示:在函数嵌套,递归时,系统仍会占用栈空间。+ b4 V1 F5 U. k; ~ 3 u5 \7 h5 v1 w 堆(Heap)的默认设置0x200(512)字节。2 V7 y" g0 |& L . h1 z! y( [6 n5 D' }
大部分人应该很少使用malloc来分配堆空间。虽然堆上的数据只要程序员不释放空间就可以一直访问,但是,如果忘记了释放堆内存,那么将会造成内存泄漏,甚至致命的潜在错误。 MDK中RAM占用大小分析2 h5 X! a! @9 e6 b/ k 经常在线调试的人,可能会分析一些底层的内容。这里结合MDK-ARM来分析一下RAM占用大小的问题。在MDK编译之后,会有一段RAM大小信息:
! q5 s+ j+ [" A0 A# ?2 F 这里4+6=1640,转换成16进制就是0x668,在进行在调试时,会出现:
: } U. Y5 }. `$ y$ u: [7 v 这个MSP就是主堆栈指针,一般我们复位之后指向的位置,复位指向的其实是栈顶:6 b3 z& [( Q+ ^* z6 o- b' d. m( y
& Z& n n5 x7 N2 | c 而MSP指向地址0x20000668是0x20000000偏移0x668而得来。具体哪些地方占用了RAM,可以参看map文件中【Image Symbol Table】处的内容: 4 d# x' u$ K7 f) D: U9 u* M
: S6 _' n0 S6 b" T* d ———————————————— 版权声明:被大佬糊弄的只会点灯的小菜鸡 如有侵权请联系删除3 Y& ^) c, l0 G9 t+ z 2 b8 V( ]" {3 d: z: S4 c" v 4 c$ ?7 Q* G4 y0 T, V8 z |
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